Suurjännitelinjojen HF-viestintäkanavien toimintaperiaate ja tarkoitus

Linkki — joukko laitteita ja fyysisiä tietovälineitä, jotka lähettävät signaaleja. Kanavien avulla signaaleja siirretään paikasta toiseen ja myös ajallaan (tietoa tallennettaessa).

Yleisimmät kanavan muodostavat laitteet ovat vahvistimet, antennijärjestelmät, kytkimet ja suodattimet. Fyysisenä väliaineena käytetään usein johtoparia, koaksiaalikaapelia, aaltojohtoa, välinettä, jossa sähkömagneettiset aallot etenevät.

Koaksiaalikaapeli — suurtaajuinen kaapeli, jossa yksi johtimista on ontto putki, joka sulkee toisen johtimen kokonaan sisään. Sisäjohto sijaitsee tarkalleen putken akselia pitkin, minkä vuoksi kaapelia kutsutaan koaksiaaliksi tai samankeskiseksi. Sisälangan pitämiseksi tässä asennossa joko ulomman ja sisemmän johdon välinen tila täytetään kokonaan eristemateriaalilla tai yksittäiset eristimet asetetaan sisäjohtimen päälle.

Koska koaksiaalikaapelissa kaikki sähkö- ja magneettikentät keskittyvät ulko- ja sisäjohtimien väliseen tilaan, eli ulkoisia kenttiä ei ole, säteilyhäviöt ovat mitättömiä. Häviöiden vähentämiseksi metallia lämmitettäessä sisälanka voidaan tehdä suurella halkaisijalla (ulkolangan pinta on joka tapauksessa riittävän suuri).

Jos koaksiaalikaapelin on tarkoitus olla joustava, sen ulkojohdin tehdään taipuisan metallipunoksen muodossa ja kaapeli on täytetty muovisella eristemateriaalilla.

Viestintätekniikan suhteen viestintäkanavien tärkeimmät ominaisuudet ovat vääristymät, joille niiden kautta lähetettävät signaalit altistuvat. Erota lineaariset ja epälineaariset vääristymät. Lineaarinen vääristymä koostuvat taajuus- ja vaihesäröistä ja niitä kuvaa transienttivaste tai vastaavasti kanavan kompleksinen vahvistus. Epälineaarinen vääristymä ovat epälineaarisia riippuvuuksia, jotka osoittavat, kuinka signaali muuttuu kulkiessaan viestintäkanavan läpi.

Viestintäkanavalle on tunnusomaista joukko signaaleja, jotka lähetetään lähetyspäässä, ja signaaleja, jotka vastaanotetaan vastaanottopäässä. Jos kanavan tulo- ja lähtösignaalit ovat funktioita, jotka on määritelty diskreetille argumenttiarvojoukolle, kanavaa kutsutaan erotettu… Tällaisia ​​viestintäkanavia käytetään esimerkiksi lähettimien pulssikäyttötavoissa, lennätyksessä, telemetriassa ja tutkassa.

Jatkuvasti kutsutaan kanavaksi, jonka lähtö- ja tulosignaalit ovat jatkuvia toimintoja. Tällaisia ​​kanavia käytetään laajalti puhelimessa, radiolähetyksissä ja televisiossa.Diskreettejä ja jatkuvia viestintäkanavia käytetään myös laajasti automaatiossa ja telemekaniikassa.

Useat eri kanavat voivat jakaa saman teknisen yhteyden. Näissä tapauksissa (esimerkiksi monikanavaisissa tietoliikennelinjoissa taajuus- tai aikajakosignaaleilla) kanavat yhdistetään ja irrotetaan erityisten kytkimien tai suodattimien avulla. Joskus päinvastoin yksi kanava käyttää useita teknisiä viestintälinjoja.

Korkeataajuinen viestintä (HF-kommunikaatio) on sähköverkkojen viestintätyyppi, joka mahdollistaa suurjännitelinjojen käytön viestintäkanavina. Vaihtovirta, jonka taajuus on 50 Hz, kulkee 50 Hz:n taajuudella. sähköverkot. HF-viestinnän organisoinnin ydin on, että samoja johtoja käytetään signaalin siirtona linjalla, mutta eri taajuudella.

HF-viestintäkanavien taajuusalue on kymmenistä satoihin kHz. Suurtaajuinen viestintä järjestetään kahden vierekkäisen sähköaseman välillä, jotka on yhdistetty sähköjohdolla, jonka jännite on vähintään 35 kV. Vastaanottaja vaihtovirtaa taajuudella 50 Hz saavutti sähköaseman kojeiston kiskot, ja viestintäsignaalit vastaaviin tietoliikennesarjoihin käyttävät suurtaajuisia vaimentimia ja tietoliikennekondensaattoreita.

HF-loukulla on pieni virtaresistanssi teollisuustaajuudella ja suuri vastus suurtaajuisten viestintäkanavien taajuudella. Kytkentäkondensaattori - päinvastoin: sillä on korkea resistanssi 50 Hz:n taajuudella ja pieni vastus viestintäkanavan taajuudella.Tämä varmistaa, että vain 50 Hz virtaa kulkee ala-aseman väyliin ja vain suurtaajuisia signaaleja HF-tiedonsiirtolaitteeseen.

HF-viestintäsignaalien vastaanottamiseksi ja käsittelemiseksi molemmille ala-asemille on asennettu erityisiä suodattimia, signaalilähetin-vastaanottimia ja tiettyjä toimintoja suorittavia laitesarjoja, joiden välillä HF-viestintä järjestetään. Seuraavassa tarkastellaan, mitä toimintoja voidaan toteuttaa HF-viestinnällä.

Tärkein toiminto on HF-kanavan käyttö sähköasemalaitteiden relesuojaus- ja automatisointilaitteissa. HF-tiedonsiirtokanavaa käytetään 110 ja 220 kV linjojen suojaukseen - vaihe-erosuojaus ja suunnattu suurtaajuussuojaus. Siirtojohdon molempiin päihin on asennettu suojasarjat, jotka on yhdistetty RF-viestintäkanavalla. Luotettavuuden, nopeuden ja selektiivisyyden vuoksi HF-tietoliikennekanavaa käyttävää suojausta käytetään pääasiallisena jokaisessa 110-220 kV ilmajohdossa.

Voimalinjojen relesuojaukseen tarkoitettua signaalinsiirtokanavaa (PTL) kutsutaan releen suojauskanavaksi... Kolmea HF-suojaustyyppiä käytetään yleisimmin releen suojaustekniikassa:

• suuntasuodatin,

• kaukosäädin HF-estolla,

• differentiaalinen vaihe.

Kahdessa ensimmäisessä suojatyypissä jatkuva HF-estosignaali lähetetään HF-kanavan kautta ulkoisella oikosulkulla, vaihe-erosuojauksessa HF-jännitepulssit lähetetään releen suojauskanavan kautta. Pulssien ja taukojen kesto on suunnilleen sama ja yhtä suuri kuin puolet syöttötaajuuden ajanjaksosta.Ulkoisen oikosulun sattuessa johdon molemmissa päissä sijaitsevat lähettimet toimivat syöttötaajuuden eri puolijaksoissa. Kukin vastaanotin vastaanottaa signaaleja molemmilta lähettimiltä. Tämän seurauksena ulkoisen oikosulun sattuessa molemmat vastaanottimet vastaanottavat jatkuvan estosignaalin.

Jos suojatussa linjassa tapahtuu oikosulku, tapahtuu manipulointijännitteiden vaihesiirto ja aikavälejä, kun molemmat lähettimet pysäytetään. Tässä tapauksessa vastaanottimeen ilmestyy keskeytysvirta, jota käytetään signaalin luomiseen, joka toimii katkaisijan avaamiseksi suojatun johdon kyseisessä päässä.

Normaalisti linjan molemmissa päissä olevat lähettimet toimivat samalla taajuudella. Pitkän matkan linjoilla on kuitenkin joskus releen suojakanavia, joiden lähettimet toimivat eri HF:llä tai lähekkäin taajuuksilla (1500-1700 Hz). Työskentely kahdella taajuudella mahdollistaa eroon linjan vastakkaisesta päästä heijastuvien signaalien haitallisista vaikutuksista. Suojarelekanavat käyttävät erityistä (omistettua) RF-kanavaa.

On myös laitteita, jotka käyttävät suurtaajuista viestintäkanavaa sähkölinjavaurion sijainnin määrittämiseen. Lisäksi RF-viestintäkanavaa voidaan käyttää signaalien lähettämiseen telemekaaniset laitteet, SCADA, ACS ja muut APCS-laitejärjestelmät. Siten suurtaajuisen tiedonsiirtokanavan kautta on mahdollista ohjata sähköasemalaitteiston toimintatilaa sekä lähettää komentoja ohjauskytkimille ja erilaisille toiminnoille. releen suojalaitteet.

Toinen toiminto on puhelintoiminto… HF-kanavaa voidaan käyttää operatiiviseen neuvotteluun viereisten sähköasemien välillä. Nykyaikaisissa olosuhteissa tällä toiminnolla ei ole merkitystä, koska tilojen huoltohenkilöstön välillä on kätevämpiä viestintätapoja, mutta HF-kanava voi toimia varaviestintäkanavana hätätilanteessa, kun matkapuhelinta ei ole. tai lankapuhelinviestintää.

Sähkölinjan viestintäkanava — kanava, jota käytetään signaalien lähettämiseen 300–500 kHz:n alueella. Viestintäkanavan laitteiden kytkemiseen päälle käytetään erilaisia ​​järjestelmiä. Taloudeltaan yleisimmän vaihe-maadoituspiirin (kuva 1) ohella käytetään seuraavia piirejä: vaihe-vaihe, vaihe-kaksivaiheinen, kaksivaiheinen maa, kolmivaiheinen maa. , eri linjojen vaihe-vaihe. Näissä piireissä käytetty suurtaajuusloukku, kytkentäkondensaattori ja kytkentäsuodatin ovat voimalinjan prosessointilaitteita suurtaajuisten viestintäkanavien järjestämiseen niiden johtoja pitkin.

Riisi. 1. Lohkokaavio yksinkertaisesta viestintäkanavasta voimansiirtolinjan kautta kahden vierekkäisen sähköaseman välillä: 1 — HF-trap; 2 — kytkentäkondensaattori; 3 — liitäntäsuodatin; 4 — HF-kaapeli; 5 — laite TU — TS; c — telemetria-anturit; 7 — telemetriavastaanottimet; 8 — laitteet releen suojausta ja/tai teleautomaatiota varten; 9 — automaattinen puhelinvaihde; 10 — ATS-tilaaja; 11 — suorat tilaajat.

Lineaarinen käsittely on tarpeen vakaan viestintäkanavan saamiseksi. HF-kanavan vaimennus uusittujen voimalinjojen kautta on lähes riippumaton linjan kytkentäkaaviosta.Jos käsittelyä ei ole suoritettu, tietoliikenne katkeaa, kun siirtojohdon päät irrotetaan tai maadoitetaan. Yksi tärkeimmistä sähkölinjojen viestinnän ongelmista on taajuuksien puute, joka johtuu sähköaseman kiskojen kautta kytkettyjen linjojen välisestä matalasta jännitteestä.

HF-kanavien avulla voidaan kommunikoida vaurioituneita voimalinjoja korjaavien ja sähköasennuksien vianetsintätyöntekijöiden kanssa. Tähän tarkoitukseen käytetään erityisiä kannettavia lähettimiä.

Käytetään seuraavia muunnetuun voimalinjaan kytkettyjä HF-laitteita:

• yhdistetyt laitteet telemekaniikkaa, automaatiota, releen suojausta ja puhelinkanavia varten;

• erikoislaitteet mihin tahansa luetelluista toiminnoista;

• pitkän matkan viestintälaitteet, jotka on liitetty sähkölinjaan liitäntälaitteen kautta suoraan tai lisäyksiköiden avulla taajuuden siirtämiseksi ja lähetystason lisäämiseksi;

• linjan impulssiohjauslaitteet.